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Die
Erfindung betrifft einen Verfahrantrieb zum Verfahren eines Schaltgerätes,
wobei der Verfahrantrieb eine mittels einer Handkurbel betätigbare
Antriebswelle mit einer darauf angeordneten Schneckenwelle aufweist.
Die Schneckenwelle greift in eine Außenverzahnung eines
Schneckenrades zum Antreiben einer Verfahrwelle ein. Die Verfahrwelle
ist zum Verfahren des Schaltgerätes vorgesehen.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Schaltgerät mit einem
derartigen Verfahrantrieb.
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Derartige
Verfahrantriebe sowie Schaltgeräte mit einem derartigen
Verfahrantrieb sind beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2004 026 269
A1 oder aus der veröffentlichten internationalen
Anmeldung
WO 02/087040
A1 bekannt.
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Die
bekannten Verfahrantriebe dienen dazu, ein Schaltgerät,
insbesondere einen Leistungsschalter, innerhalb eines Einschubrahmens
einer Schaltzelle oder eines Schaltschrankes zu verfahren. Der Einschubrahmen
kann z. B. als Einschubfach ausgebildet sein. Die bekannten Schaltgeräte
sind zum Abschalten von Strömen im Bereich von 630 A bis
6000 A ausgelegt. Das jeweilige eingeschobene Schaltgerät
weist eine Verfahrmechanik auf, welche derart mit dem Einschubrahmen
zusammenwirkt, dass das Schaltgerät relativ zu diesem verfahren
werden kann. Dadurch können fest am Schaltgerät
angebrachte Haupttrennkontakte mit schaltzellenseitigen Stromschienen
eines Schaltschranks oder eines Schaltfeldes kontaktiert werden.
Mit an deren Worten kann das Schaltgerät in eine Getrenntstellung
oder in eine Betriebsstellung des Schaltgerätes verfahren
werden. Das Schaltgerät kann beispielsweise parallel zur
Einschubrichtung des Schaltgerätes in den Einschubrahmen
mittels des Verfahrantriebes verschoben werden. Es kann alternativ
senkrecht zur Einschubrichtung verfahren werden.
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Häufig
weist der Verfahrantrieb ein in einem Getriebegehäuse untergebrachtes
Schneckengetriebe auf. Das Schneckengetriebe umfasst eine mittels einer
Handkurbel antreibbare Antriebswelle mit einer darauf angeordneten
Schneckenwelle sowie ein Schneckenrad. Die Schneckenwelle ist dabei
im Eingriff mit einer Außenverzahnung des bezüglich
ihrer Drehachse senkrecht dazu angeordneten Schneckenrades. Das
Schneckengetriebe ermöglicht eine hohe Übersetzung,
so dass die Haupttrennkontakte am Schaltgerät die schaltzellenseitigen
Stromschienen mit hoher Kontaktierungskraft können. Der
zulässige Drehwinkelbereich des Schneckenrades wird durch
einen Anschlag begrenzt, welcher beispielsweise durch Formelemente
am Schneckenrad und am Getriebegehäuse gebildet wird.
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Gegen
Ende des „Einkurbelns" von der Getrenntstellung in die
Betriebsstellung fährt das Schneckenrad gegen den getriebegehäuseseitigen Anschlag.
Wenn der Bediener des Schaltgerätes nun versucht, die Handkurbel
mit hoher Muskelkraft weiter zu drehen, treten wegen des großen Übersetzungsverhältnisses
des Schneckengetriebes sehr hohe mechanische Kräfte auf.
Diese Kräfte können dann zum Abscheren der Schneckenwelle,
zum Bruch einer Verzahnung oder zum Bruch des Anschlags führen.
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Zur
Vermeidung dieses Problems ist es bekannt, die Bauteile des Antriebsstranges
konstruktiv dahingehend auszulegen, dass die beim Fahren des Verfahrantriebes
gegen den Anschlag auftretenden Kräfte toleriert werden.
Dies bedeutet nachteilig, dass die betreffenden Bauteile aus hochwertigem Stahl
hergestellt werden müssen. Bei den betreffenden Bauteilen
handelt es sich um herstellungs- und kostenintensive Dreh- und Frästeile.
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Ausgehend
von dem eingangs genannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe
der Erfindung, einen weniger anfälligen und kostengünstiger
herzustellenden Verfahrantrieb anzugeben.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein geeignetes Schaltgerät,
insbesondere einen Leistungsschalter, mit einem derartigen Verfahrantrieb anzugeben.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahrantrieb zum Verfahren
eines Schaltgerätes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrantriebes sind in den abhängigen
Ansprüchen 2 bis 6 genannt. Im Anspruch 7 ist ein Schaltgerät
mit einem derartigen Verfahrantrieb angegeben. Im Anspruch 8 ist
eine Ausführungsform des Schaltgerätes genannt.
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Erfindungsgemäß weist
das Schneckenrad eine Schneckenradnabe zum Antreiben der Verfahrwelle
und einen die Schneckenradnabe koaxial umgreifenden Zahnradkranz
auf. Die Außenverzahnung des Zahnradkranzes weist eine
unverzahnte Aussparung auf, deren Länge in Umfangrichtung
mindestens so groß ist wie die axiale Länge der
sich ständig im Eingriff befindlichen Zähne der
Schneckenwelle. Im Schneckenrad ist ein Federelement zum Erzeugen einer
Rückstellkraft bei einer Verdrehung der Schneckenradnabe
relativ zum Zahnradkranz angeordnet, so dass die Schneckenwelle
durch die Rückstellkraft beim gänzlichen Hineinkurbeln
in die unverzahnte Aussparung gegen den zuletzt verlassenen Eingriffszahn
im Sinne einer Schlupfkupplung gepresst wird.
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Dadurch
erfolgt automatisch gegen Ende des Einkurbelns sowie gegen Ende
des Herauskurbelns eine mechanische Entkopplung der Handkurbel von
der Verfahrwelle zum Verfahren des Schaltgerätes.
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Da
durch die mechanische Entkopplung keine übersetzten hohen
Kräfte mehr entstehen können, kann die Schneckenwelle
nun vorteilhaft aus einem kostengünstigen Zinkdruckguss
oder aus Kunststoff, wie z. B. aus Polyamid, hergestellt werden.
Weiterhin kann auch das Schneckenrad vorteilhaft aus einem Zinkdruckguss
oder aus Kunststoff anstelle aus gesintertem Stahl hergestellt werden.
Darüber hinaus kann das Getriebegehäuse, in welchem üblicherweise
die Anschläge als Formteile ausgebildet sind, aus einem
Kunststoff anstelle aus ein Zinkdruckguss hergestellt werden. Dadurch
reduzieren sich die Herstellungskosten sowie das Gewicht für den
erfindungsgemäßen Verfahrantrieb drastisch.
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Der
besondere Vorteil ist, dass die Dimensionierung und/oder die Werkstoffauswahl
rein auf die mechanische Übertragungsfunktion und nicht
auf die durch eine Fehlbedienung des Bedieners auftretenden Kräfte
und Momente erfolgt.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass der Bediener des Schaltgerätes
beim Einkurbeln eine taktile Rückmeldung sowie eine akustische
Rückmeldung in Form eines „Klack-Klack-Geräusches"
erhält, wenn die Schneckenwelle nicht mehr im Eingriff
mit dem Schneckenrad ist.
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Nach
einer Ausführungsform ist das Federelement eine koaxial
zwischen der Schneckenradnabe und dem Zahnkranz angeordnete Torsionsfeder.
Dadurch vereinfacht sich der Aufbau des kombinierten Schneckenrades.
Die Schneckenradnabe und Zahnkranz befinden sich dabei im nicht
vorgespannten Zustand in einer tangentialen Nulllage. Von dieser
Nulllage aus kann dann das Schneckenrad sowohl in die eine als auch
in die andere Richtung gegen die Rückstellfederkraft relativ
zum Zahnkranz verdreht werden.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform sind die Schneckenradnabe
und der Zahnradkranz mittels zumindest eines axial verlaufenden
Federmitnehmers verbunden, welcher jeweils in eine korrespondierende
tangential verlaufende Federmitnehmernut eingreift. Mit „tangential"
sind Richtungen um die Schneckenraddrehachse herum bezeichnet.
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Insbesondere
weist die Torsionsfeder nach einer weiteren Ausführungsform
ein erstes und zweites Federendstück auf. Die Federendstücke
liegen vorgespannt an jeweils einer tangentialen Anlagefläche
in der Schneckenradnabe an. Es sind zwei Federmitnehmer im Zahnkranz
derart angeordnet, dass diese bei Verdrehung der Schneckenradnabe
relativ zum Zahnradkranz das jeweilige Endstück von seiner jeweiligen
Anlagefläche zur Erzeugung der Federrückstellkraft
abheben.
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Mit
anderen Worten wird erst mit zunehmender Drehauslenkung des Schneckenrades
relativ zum Zahnkranz das jeweiliges Federendstück ausgelenkt
und über dieses eine Torsionskraft, das heißt Rückstellkraft,
auf den Zahnkranz ausgeübt, bis ein entsprechender fester
Anschlag zur formschlüssigen Mitnahme der Zahnkranzes erreicht
wird. Dadurch ist die Torsionsfeder auf besonders einfache Weise
im Schneckenrad montierbar.
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Einer
weiteren Ausführungsform zufolge weist die Schneckenradnabe
zumindest einen axial verlaufenden Nabenmitnehmer auf, welcher jeweils in
eine korrespondierende tangential verlaufende Nabenmitnehmernut
eingreift. Die Nabenmitnehmer nut bildet an ihren beiden tangentialen
Enden jeweils einen Anschlag für den Nabenmitnehmer aus.
Die Nabenmitnehmernut weist eine derart bemessene tangentiale Nutlänge
auf, dass die Schneckenradnabe und der Zahnradkranz nur um einen
maximalen vorgebbaren Drehwinkel gegen das Federelement bzw. das
Torsionselement verdrehbar sind. Mit „axial" sind Richtungen
parallel zur Schneckenraddrehachse bezeichnet. Mit „Nabenmitnehmer"
ist gemeint, dass die Nabe des Schneckenrades bei Drehung des Zahnkranzes
bei Drehbetätigung der Schneckenwelle „mitgenommen"
wird.
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Der
Drehwinkel ist insbesondere so gewählt, dass eine mechanische
Kopplung zwischen Schneckenwelle und Schneckenrad beim Einkurbeln
erst dann erfolgt, wenn eine Mindestzahl von Schneckenwellengängen,
wie z. B. drei, im Eingriff mit der Außenverzahnung des
Zahnradkranzes ist. In entsprechender Weise erfolgt die mechanische
Kopplung beim Herauskurbeln.
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Der
zumindest eine Nabenmitnehmer kann an einer dem Zahnradkranz axial
gegenüberliegenden Seite angeordnet sein und jeweils in
eine entsprechende axial gegenüberliegende Nabenmitnehmernut
eingreifen. Alternativ oder zusätzlich kann der zumindest
eine Nabenmitnehmer an einer der Schneckenradnabe axial gegenüberliegenden
Seite angeordnet sein und jeweils in eine entsprechende axial gegenüberliegende
Nabenmitnehmernut eingreifen. Der zumindest eine Nabenmitnehmer
ist vorzugsweise eine axial verlaufende zapfenförmige Ausformung
an der Schneckenradnabe bzw. am Zahnradkranz, wobei der jeweilige
Nabenmitnehmer radial zur Schneckenraddrehachse beabstandet ist.
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Einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der vorgebbare
Drehwinkel zwischen der Schneckenradnabe und dem Zahnradkranz mindestens
so groß wie der Winkel, welcher der Bo genlänge der
in Umfangrichtung des Zahnkranzes verlaufenden unverzahnten Aussparung
entspricht. Dadurch ist gewährleistet, dass die Schneckenwelle
beim Hineinkurbeln sicher mit dem Schneckenrad entkoppelt. Darüber
hinaus können zusätzlich Anschläge im Schaltgerät
vorhanden sein, um einen „harten" Anschlag für
den Verfahrantrieb zu bilden. Derartige Anschläge begrenzen
die Drehbewegung der Verfahrwelle, falls es z. B. aufgrund unzulässig
hoher Erschütterungen zu einem Zahnversatz zwischen dem Schneckenrad
und der Schneckewelle kommen sollte.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird weiterhin mit einem Schaltgerät
zum Einschieben in einen Einschubrahmen einer Schaltzelle eines
Schaltschrankes oder eines Schaltfeldes gelöst. Das Schaltgerät weist
einen erfindungsgemäßen Verfahrantrieb zum Verfahren
des Schaltgerätes relativ zum Einschubrahmen auf. Ein derartiges
Schaltgerät ist kostengünstiger herstellbar und
gegenüber unsachgemäßer Behandlung weniger
anfällig.
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Das
erfindungsgemäße Schaltgerät ist vorzugsweise
ein Leistungsschalter zum Abschalten eines Überstromes
oder eines Kurzschlussstromes.
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Die
Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung
werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher
beschrieben. Es zeigen
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1 eine
Frontansicht eines in einem Einschubrahmen einer Schaltzelle aufgenommenen Schaltgerätes
mit einer Handkurbel eines Verfahrantriebes,
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2 eine
Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrantriebes
entlang einer Antriebswellendreh achse und senkrecht zu einer Schneckenraddrehachse
am Ende des Einkurbelns des Verfahrantriebes,
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3 eine
Schnittdarstellung des Verfahrantriebes gemäß
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2 am
Beginn des Auskurbelns des Verfahrantriebes,
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Schneckenrades des erfindungsgemäßen
Verfahrantriebes,
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5 eine
perspektivische Ansicht einer Schneckenradnabe mit aufgenommener
vorgespannter Torsionsfeder,
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6 eine
perspektivische Ansicht eines Zahnkranzes mit beispielhaft zwei
Federmitnehmern zum Eingreifen in ein jeweiliges Federendstück,
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7, 8 Schnittdarstellungen
des Schneckenrades des Ver fahrantriebes gemäß 4 und
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9 eine
perspektivische Ansicht des Schneckenrades gemäß 7 und 8.
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1 zeigt
eine Frontansicht eines in einem Einschubrahmen 101 einer
Schaltzelle aufgenommenen Schaltgerätes 100 mit
einer Handkurbel 10 eines Verfahrantriebes 1.
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Der
gezeigte Einschubrahmen 101 kann beispielsweise in einem
Schaltschrank befestigt sein. Im Beispiel der 1 ist
das Schaltgerät 100 ein Leistungsschalter. Mit
dem Bezugszeichen 102 ist ein Bedienpult des Leistungsschalters 100 bezeichnet.
Mit dem Bezugszeichen 103 ist eine Überstromerfassungseinheit
bezeichnet, welche ein nicht dargestelltes Schaltschloss des Leistungsschalters 100 im Überstrom-
oder Kurzschlussfall auslösen kann. Ein Handaufzugshebel 107 dient
zum Spannen eines Federspeichers, welcher zum gezielten Einschalten
des Leistungsschalters 100 mittel eines Einschalttasters 105 freigegeben
werden kann. Zum Ausschalten des Leistungsschalters 100 ist
der Taster 104 vorgesehen. Über den Tastern 104, 105 angeordnete
Leuchtmelder zeigen den Schalt- und Betriebszustand des Leistungsschalters 100 an.
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Im
unteren Teil der 1 ist ein Verfahrantrieb 1 zum
Verfahren des Schaltgerätes 100 relativ zum Einschubrahmen 101 zu
sehen. Der Verfahrantrieb 1 weist eine um eine Schneckenwellendrehachse 21 drehbare
Handkurbel 10 auf, mittels der eine Schneckenwelle angetrieben
werden kann, die ihrerseits ein in dieser Darstellung nicht sichtbares
Schneckenrad antreibt. Dieses Schneckenrad treibt eine in der vorliegenden 1 nur
ansatzweise dargestellte Verfahrwelle 9 an. Es ist beispielhaft
an beiden axialen Enden der Verfahrwelle 9 je ein Zahnrad 108 angebracht,
welche jeweils im Eingriff mit einer einschubrahmenseitigen Zahnstange 109 sind.
Das Schaltgerät 100 verfährt dann entsprechend
der Kurbeldrehrichtung in die gezeigte Bildebene der 1 hinein
bzw. aus dieser heraus.
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2 zeigt
eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen
Verfahrantriebes 1 entlang einer Antriebswellendrehachse 21 und
senkrecht zu einer Schneckenraddrehachse 24 am Ende des
Einkurbelns des Verfahrantriebes 1.
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Die
im linken Teil der 2 dargestellte Handkurbel 10 weist
einen Handkurbelarm 11 sowie ein Griffstück 12 auf.
Das über einen Bediener aufgebrachte Drehmoment wird beim
Ein- oder Auskurbeln des Verfahrantriebes 1 über
die Antriebswelle 3 auf die Schneckenwelle 4 übertragen.
Letztere ist im Eingriff mit einer Außenverzahnung 64 eines
Schneckenrades 5, welches die Drehbewegung mit hoher Übersetzung,
das heißt mit hohem Drehmoment, auf eine Verfahrwelle 9 überträgt.
Die zuvorgenannten Komponenten 3 bis 5 sind in
einem Gehäuse 2 des Verfahrantriebes 1 untergebracht.
Es ist zur Veranschaulichung für den Einkurbelvorgang die
entsprechende Schneckenwellen- und Schneckenraddrehrichtung 22, 23 eingezeichnet.
Die Verfahrwelle 9 weist beispielhaft eine auf eine Profilöffnung
des Schneckenrades 5 abgestimmte Außenkontur in Form
einer Keilwellenverzahnung auf. Die Verfahrwelle 9 ist
vorzugsweise beidseitig durch die Profilöffnung geführt.
Sie kann auch nur einseitig angetrieben sein. Mit der Verfahrwelle 9 ist
eine nicht weiter dargestellte Verfahrmechanik verbunden, welche
zum Bewegen des Schaltgerätes 102 vorgesehen ist.
Die Verfahrmechanik kann beispielsweise Zahnscheiben, Schubzahnstangen,
Fahrkurbeln oder dergleichen aufweisen.
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Erfindungsgemäß weist
ein derartiges Schneckenrad 5 nun eine Schneckenradnabe 8 zum Antreiben
der Verfahrwelle 9 und einen die Schneckenradnabe 8 koaxial
umgreifenden Zahnradkranz 6 auf.
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In
der vorliegenden Darstellung sowie in der nachfolgenden 3 ist
von der Schneckenradnabe 8 nur ein axiales Nabenende 84 zu
sehen, welches axial durch den Zahnradkranz 6 hindurchragt.
Der Aufbau des erfindungsgemäßen Schneckenrades 5 ist
in den nachfolgenden Figuren 4 bis 9 im Detail
dargestellt.
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Die
Außenverzahnung 64 des Zahnradkranzes 6 weist
weiterhin gemäß der Erfindung eine unverzahnte
Aussparung 65, das heißt einen unverzahnten Teil,
auf, deren bzw. dessen Länge in Umfangrichtung mindestens
so groß ist wie der axiale Abstand der sich ständig
im Eingriff befindlichen Zähne der Schneckenwelle 4.
Wie die 2 zeigt, liegt die Schneckenwelle 4 am
Ende des gezeigten Einkurbelvorgangs gänzlich in dieser
unverzahnten Aussparung 65.
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Weiterhin
ist im Schneckenrad 5 gemäß der Erfindung
ein Federelement 7 zum Erzeugen einer Rückstellkraft
bei einer Verdrehung der Schneckenradnabe 8 relativ zum
Zahnradkranz 6 angeordnet, so dass die Schneckenwelle 4 durch
die Rückstellkraft beim gänzlichen Hineinkurbeln
in die unverzahnte Aussparung 65 gegen den zuletzt verlassenen
Eingriffszahn im Sinne einer Schlupfkupplung gepresst wird.
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Im
Beispiel der 2 befindet sich der zuletzt
verlassenen Eingriffszahn am linken axialen Ende der Schneckenwelle 4.
Die Schneckenradnabe 8 und der Zahnradkranz 6 sind
beispielhaft mittels eines axial verlaufenden Nabenmitnehmers 82 verbunden,
welcher in eine korrespondierende tangential verlaufende Nabenmitnehmernut 62 eingreift.
Die Nabenmitnehmernut 62 weist eine derart bemessene tangentiale
Nutlänge auf, dass die Schneckenradnabe 8 und
der Zahnradkranz 6 nur um einen maximalen vorgebbaren Drehwinkel
gegen das Federelement 7 bzw. gegen das Torsionselement 7 verdrehbar
sind. Der Drehwinkel kann beispielsweise in einem Bereich von 20° bis
40° liegen. Im Beispiel der vorliegenden 2 befinden
sind die Nabenmitnehmer 82 jeweils am rechten tangentialen
Ende der Nabenmitnehmernut 62.
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Vorzugsweise
ist die Drehposition der unverzahnten Aussparung 65 in
Bezug auf die Verfahrmechanik zum Verfahren der Haupttrennkontakte
des Leistungsschalters derart festgelegt, dass die mechanische Entkopplung
kurz vor dem „harten" mechanischen Anschlag erfolgt, wenn
die Haupttrennkontakte gegen die schaltzellenseitigen Stromschienen
gefahren sind. Mit anderen Worten erfolgt die Entkopplung, bevor
durch den Bediener eine unzulässig hohe Kraft zwischen
den Haupttrennkontakten und den Stromschienen auf die Mechanik aufgebracht
werden kann.
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3 zeigt
eine Schnittdarstellung des Verfahrantriebes 1 gemäß 2 am
Beginn des Auskurbelns des Verfahrantriebes 1.
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Wie
die 3 zeigt, ermöglicht die tangentiale Rückstellkraft
zwischen Schneckenradnabe 8 und Zahnradkranz 6,
dass mit Beginn des Auskurbelns sogleich die Schneckenwelle 4 wieder
in den zuletzt verlassenen Eingriffszahn der Außenverzahnung 64 des
Zahnradkranzes 6 eingreifen kann. Dabei dreht der Zahnradkranz 6 des
Schneckenrades 5 erst noch ein paar Kurbelumdrehungen „leer",
bis letztendlich der Nabenmitnehmer 82 zum anderen tangentialen
Ende der jeweiligen Nabenmitnehmernut 62, das heißt
zum jeweils linken Ende, gelangt sind. Erst mit dem Erreichen dieser
Enden erfolgt die Übertragung des Handkurbeldrehmomentes
auf die Schneckenradnabe 8 und somit über die
damit verbundene Verfahrwelle 9 auf die Verfahrmechanik zum
Verfahren des Schaltgerätes.
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In
entsprechender Weise kann auch das Ende des Auskurbelvorganges begrenzt
werden, bevor die Verfahrmechanik gegen einen schaltgeräteinternen
Anschlag fährt. Vorzugsweise weist dann die unverzahnte
Aussparung 65 eine derartige tangentiale Länge
aus, dass die Schneckenwelle 4 zwischen der Getrenntstellung
und der Betriebsstellung des Schaltgerätes jeweils die
Außenverzahnung 64 gerade noch verlassen kann.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Schneckenrades des erfindungsgemäßen
Verfahrantriebes.
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Im
linken Teil der 4 ist die Schneckenradnabe 8,
im rechten Teil der 4 der Zahnradkranz 6 mit
der Außenverzahnung 64 gezeigt. Zwischen beiden
Bauteilen 6, 8 ist eine koaxiale Torsionsfeder 7 als
Federelement angeordnet. Mit dem Bezugszeichen 87 ist eine
Federaufnahme bezeichnet, welche im zusammengebauten Zustand des Schneckenrades 5 die
Torsionsfeder 7 aufnimmt. Mit dem Bezugszeichen 80 ist
die Profilöffnung zur Aufnahme der Verfahrwelle 9 bezeichnet.
Das axiale Endstück 84 der Schneckenradnabe 8 reicht
im zusammengebauten Zustand des Schneckenrades 5 durch
eine Durchführungsöffnung 60 im Zahnradkranz 6 hindurch.
Somit können beide axial aus dem Schneckenrad 5 herausragenden
Enden der Verfahrwelle 9 gemeinsam antrieben werden. Im
Beispiel der 4 weist die Schneckenradnabe 8 eine
radiale Außenseite 86 auf, welche nach dem Zusammenbau des
Schneckenrades 5 an eine radiale Innenseite 63 des
Zahnradkranzes 6 zur radialen Führung grenzt. Weiterhin
hin weist die Schneckenradnabe 5 beispielhaft eine an ihrem
axialen Ende angeordnete und insbesondere angeformte Kreisscheibe 83 auf. Diese
schließt unter anderem das Schneckenrad 5 von
der axialen Seite her ab.
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Zur
Aufbringung einer Rückstellkraft sind die Schneckenradnabe 8 und
der Zahnradkranz 6 mittels axial verlaufender Federmitnehmer
verbunden, wobei letztere in dieser Darstellung nicht sichtbar sind. Die
Federmitnehmer greifen in korrespondierende tangential verlaufende
Federmitnehmernuten ein. Letztere erstrecken sich in axialer Richtung
nicht ganz bis zur axialen Stirnseite des Zahnradkranzes 6 im
Sinne eines Durchbruches. Sie sind deshalb in dieser Darstellung
gleichfalls nicht erkennbar.
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Dagegen
ist im Beispiel der 4 ein Nabenmitnehmer 82 mit
einem ein einem axialen Ende angeordneten Anschlagstück 85 zu
sehen. Er greift nach Zusammenbau des erfindungsgemäßen Schneckenrades 5 in
eine korrespondierende, sich bis zur axialen Stirnseite des Zahnradkranzes 6 im Sinne
eines Durchbruches verlaufende Nabenmitnehmernut 62. Die
Nabenmitnehmernut 62 bildet an ihren beiden tangentialen
Enden jeweils einen Anschlag für den Nabenmitnehmer 82,
insbesondere für das Anschlagstück 85 des
Nabenmitnehmers 82, aus. Die Nabenmitnehmernut 62 weist
dabei eine derart bemessene tangentiale Nutlänge auf, dass
die Schneckenradnabe 8 und der Zahnradkranz 6 nur um
einen maximalen vorgebbaren Drehwinkel gegen das Federelement 7 bzw.
das Torsionselement 7 verdrehbar sind. Insbesondere ist
dieser vorgebbare Drehwinkel mindestens so groß wie der
Winkel, welcher der Bogenlänge der in Umfangrichtung des Zahnkranzes 6 verlaufenden
unverzahnten Aussparung 65 entspricht.
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5 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Schneckenradnabe 5 mit
aufgenommener vorgespannter Torsionsfeder 7.
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Die
gezeigte Schneckenradnabe 8 weist eine koaxiale angeordnete
Torsionsfeder 7 mit einem ersten und zweiten Federendstück 71, 72 auf.
Die Federendstücke 71, 72 liegen vorgespannt
an jeweils einer tangentialen Anlagefläche 68 in
der Schneckenradnabe 8 an. Mit dem Bezugszeichen 61 sind zwei
tangential verlaufende Federmitnehmernuten bezeichnet, in welche
jeweils ein korrespondierender Federmitnehmer 81 des Zahnkranzes 6 derart
eingreifen kann, dass dieser bei Verdrehung der Schneckenradnabe 8 relativ
zum Zahnradkranz 6 das jeweilige Endstück 71, 72 von
seiner jeweiligen Anlagefläche 68 zur Erzeugung
der Federrückstellkraft abheben kann. Im Beispiel der 5 würde
folglich eines der Federendstücke 71, 72 auf
das andere zubewegt werden. Weiterhin sind die Federmitnehmernuten 61 sowie
die Federmitnehmer 81 geometrisch so aufeinander abgestimmt,
dass die Schneckenradnabe 8 und der Zahnkranz 6 tangential
geführt und zugleich radial zueinander fixiert sind.
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Mit
dem Bezugszeichen 82 ist ein Nabenmitnehmer zu sehen, welcher
in eine korrespondierende tangential verlaufende Nabenmitnehmernut 62 eingreifen
kann. Diese ist im Beispiel der 6 im Detail zu
sehen.
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6 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Zahnkranzes 6 mit beispielhaft
zwei Federmitnehmern 81 zum Eingreifen in ein jeweiliges
Federendstück 71, 72. Es wurde das Federelement 7 gemäß 5 nochmals
zeichnerisch eingetragen, um zu veranschaulichen, wie dieses im
zusammengebauten Zustand des Schneckenrades 5 konstruktiv angeordnet
wäre. In dieser Darstellung ist ersichtlich, wie der rechte
der beiden Federmitnehmer 81 gerade im Eingriff mit dem
zweiten Federendstück 72 ist, während
das zweite Federendstück 71 fest an der im oberen
rechten Teil der 5 gezeigten Anlagefläche 68 anliegt.
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Weiterhin
zeigt die 6 die zum Nabenmitnehmer 82 gemäß 5 korrespondierende
Nabenmitnehmernut 62. Sie bildet an ihren beiden tangentialen
Enden jeweils einen Anschlag für den Nabenmitnehmer 82,
das heißt für das in 5 gezeigte Anschlagendstück 85 des
Nabenmitnehmers 82, aus. Die Nabenmitnehmernut 62 weist
dabei eine derart bemessene tangentiale Nutlänge auf, dass
die Schneckenradnabe 8 und der Zahnradkranz 6 nur um
einen maximalen vorgebbaren Drehwinkel gegen das Federelement 7 bzw.
das Torsionselement 7 verdrehbar sind.
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7 zeigt
eine Ansicht der Stirnseite des Zahnradkranzes 6 des Schneckenrades 5.
Im Zentrum des Scheckenrades 5 ist das durch den Zahnradkranz 6 hindurchreichende
axiale Nabenende 84 der Schneckenradnabe 8 zu
sehen. Im unteren Teil der 7 ist die
durchgehende Nabenmitnehmernut 62 erkennbar. Im rechten
Teil der 7 ist die unverzahnte Aussparung 65 zu
se hen. Mit den Bezugszeichen 66, 67 sind die tangentialen
Enden der Aussparung 65 bezeichnet.
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8 zeigt
einen Schnitt durch das Schneckenrad 5 entlang der in 7 eingezeichneten Schnittlinie
VIII-VIII. In dieser Darstellung ist die koaxiale Anordnung des
die Schneckenradnabe 8 umgreifenden Zahnradkranzes 6 zu
sehen. 8 zeigt zudem besonders gut die koaxiale Anordnung
der Torsionsfeder 7.
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9 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Schneckenrades 5 gemäß 7 und 8. 9 zeigt
die im Vergleich zu 7 axial gegenüberliegende
Stirnseite des Schneckenrades 5. In dieser Darstellung
ist eine Aussparung 88 in der Kreisscheibe 83 für
eine Steuerkurve der Schneckenradnabe 8 erkennbar. Diese
kann von Anzeigemitteln abgetastet werden, wie z. B. mittels eines
Nockens, um den jeweiligen Schaltzustand des Schaltergerätes
wie Getrenntstellung oder Betriebsstellung anzuzeigen.
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- 1
- Verfahrantrieb
- 2
- Gehäuse
- 3
- Antriebswelle
- 4
- Schneckenwelle
- 5
- Schneckenrad
- 6
- Zahnradkranz
- 7
- Federelement,
Torsionsfeder, Zylinderfeder
- 8
- Schneckenradnabe
- 9
- Verfahrwelle
- 10
- Handkurbel
- 11
- Kurbelarm
- 12
- Griffstück
- 21
- Schneckenwellendrehachse
- 22
- Schneckenwellendrehrichtung
- 23
- Schneckenraddrehrichtung
- 24
- Schneckenraddrehachse
- 25
- Vorspannrichtung
- 60
- Durchführungsöffnung
- 61
- Federmitnehmernut
- 62
- Nabenmitnehmernut,
durchgehende Nut
- 63
- radiale
Innenseite des Zahnradkranzes
- 64
- Außenverzahnung
- 65
- unverzahnter
Teil, Zahnaussparung
- 66,
67
- tangentiale
Enden der Zahnaussparung
- 68
- Anlageflächen
- 71,
72
- Federendstücke
- 80
- Profilöffnung,
zentrale Öffnung
- 81
- Federmitnehmer
- 82
- Nabenmitnehmer
- 83
- Kreisscheibe
- 84
- axiales
Nabenende
- 85
- Anschlagstück
- 86
- radiale
Außenseite der Nabe
- 87
- Federaufnahme
- 88
- Steuerkurvenaussparung
- 100
- Schaltgerät,
Leistungsschalter,
- 101
- Einschubrahmen,
Einschubfach
- 102
- Bedienpult
- 103
- Überstromerfassungseinheit
- 104,
105
- Bedientaster
für Hauptschalter
- 106
- Anzeigeelemente,
Leuchtmelder
- 107
- Handaufzugshebel
für Federspeicher
- 108
- Zahnrad
- 109
- Zahnstange
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004026269
A1 [0003]
- - WO 02/087040 A1 [0003]